抽油机变频器电参数测试技术

变频器作为一种节能设备被大量应用到游梁式抽油机控制系统中,抽油机使用变频后在电参数上表现出某些特殊性.变频器的输出侧对应的是变频器的逆变整流电路,一般变频器的逆变整流电路是由IGBT管(绝缘栅晶体管)和控制逻辑构成.在逆变过程中,IGBT管的导通和关断会产生大量的谐波,使得变频器出端电压呈现出复杂的谐振状态.在变频器谐波的干扰下,连续测试电参数时,不同的计算方法得到的结果也存在着较大的差异.现有的某些平衡度的测试与调整方法,需要用到功率曲线的全波形信息,考虑到变频器自身的影响,应采用出端的功率曲线进行测试与调整.     

流花16-2油田电潜泵长距离供电系统仿真分析

流花16-2油田水下电潜泵通过25 km海底电缆由FPSO上的变频器供电。该供电方式是深水油田较为经济的供电方案,但面临电缆长距离驱动带来的启动控制、谐波放大和共振产生过电压等技术挑战和难题。以流花16-2油田电潜泵长距离供电系统为研究目标,确定了该供电系统的结构模型及对应的基础输入数据;在此基础上采用ETAP和Digsilent软件建立了系统的仿真模型,对系统静态潮流、长距离启动、电网侧谐波、变频器输出侧谐波、电压反射波等进行了仿真分析,将仿真结果与相关规范进行了对比,论证了流花16-2油田电潜泵长距离供电系统技术方案的可行性。本文研究成果对深水油田电潜泵长距离供电模式的应用具有借鉴意义。     

电潜泵采油设备

<正> 延长电潜泵寿命的涂层轴承 Vapor Kote公司推出一种硼气体扩散涂覆工艺,用于电潜泵的固定衬套和旋转轴套涂层。衬套用于泵的吸入端,轴承用普通钢制造,用硼扩散合金涂覆,其硬变比钨或     

变频电动机在油田站库的应用探讨

喇嘛甸油田转油站、联合站等站库在用电动机均为Y系列或YB系列普通异步电动机。都是按恒额恒压设计的,不可能完全适应变频调速的要求,变频器对这类电动机有几方面的影响:电动机温升问题、电动机的绝缘问题、谐波电磁噪声与震动、电动机对频繁启动、制动的适应能力及电动机轴承问题等。而变频电动机在电磁设计和结构设计中都有相应的特点。变频电动机采用"专用变频感应电动机+变频器"的交流调速方式,可在较宽的频率范围内长期运行,节约能源、设备小型化、增加舒适性,使机械自动化程度和生产效率大为提高。     

电潜泵潜油电动机转子转动性能的分析计算

为了解决现有电潜泵潜油电动机转子及其止推轴承在设计和制造中的问题 ,通过对电潜泵潜油电动机转子的结构和理想状况转动方程的简化 ,从理论上分析了电动机转子浸在变压器油中转动时的转动性能 ,给出了端部止推轴承摩擦阻力矩、介质粘滞阻力矩及其摩擦功耗和理想状况下有、无介质阻尼时转子自由滑行时间的计算方法 ,为潜油电动机的设计、制造及应用提供了一定的理论依据和技术支持。     

流花4-1油田水下电潜泵远程控制系统研究及方案设计

流花4-1油田是我国第1个基于深水开发模式采用水下生产设施开发的油田,其电潜泵驱动电机与变频器之间的距离长达15.5 km,给电潜泵远程控制提出了挑战。针对电潜泵远程控制带来的风险,开展了流花4-1油田水下电潜泵远程控制系统研究和方案设计,最终选用PF7000型中压变频器控制系统成功解决了水下电潜泵长距离控制所面临的电机侧电压值偏离、电压变化率大、电机绝缘影响和输出电流谐振影响大等技术难题,实现了8口井水下双电潜泵一次性投运成功。远距离中压变频控制系统在流花4-1油田生产控制中的成功应用在国内尚属首次,可为我国海上其他油田水下电潜泵远程控制提供借鉴。     

潜油电泵变频驱动负面问题研究

变频器驱动潜油电泵存在一些缺陷,即需要较长的输电电缆传送至潜油电泵,增加了潜油电泵机组的故障率.根据均匀传输线模型及波的线路传输方程,分析了由此带来的波反射过电压振荡问题以及对输电电缆和电机绕组的影响.对变频输出共模电压及轴承电流的形成机理进行了研究,分析了其对潜油电泵轴承寿命的危害.合理地设计变频器及加装输出低通滤波器,可以有效地改善变频器的输出电压波形,从而抑制波反射过电压及轴承电流的产生,使潜油电泵正常运行.另外,输出低通滤波器可以滤出变频器输出中的高次谐波成分,有效地延长潜油电泵机组的使用寿命.     

潜油电动机优化运行方法研究

延长电潜泵潜油电动机运行寿命,降低采油成本是当前油田生产中的重要研究课题之一。为此,从改进潜油电动机结构设计、采用交流变频调速技术和PLC自动控制技术、采用井下油水分离器、潜油电动机运行寿命模拟仿真装置和对潜油电动机运行状态进行实时监测分析等新技术及新工艺几个方面提出潜油电动机优化运行的方法。     

电潜泵系统绝缘检测保护仪的研制

受多种因素的影响,井下工作的电潜泵系统绝缘降低到一定程度后可能导致电缆击穿,甚至烧毁电动机。为此而研制的电潜泵系统绝缘检测保护仪采用高压隔离和取样电路方法,可解决无法掌握运行中电潜泵系统绝缘值大小的问题,同时可对绝缘降到一定程度的电动潜油泵实施保护。室内测试结果表明,其精度高于常用的绝缘电阻测试仪表。现场应用表明,该保护仪可随时检测电动潜油泵系统绝缘值,反映系统绝缘变化趋势并可实施保护。     

水平井采油电动潜油离心泵

美国Ｃｅｎｔｒｉｌｉｆｔ公司开发的ＫＣ２００００型水平井采油电动潜油离心泵,可在３５００ｒ／ｍｉｎ高转速条件下正常抽油。其外径为１４３ｍｍ,在水平井中采液能力为４８００ｍ３／ｄ,离心泵每级压头为１５ｍ,泵效可达７０％,相当于大型电潜泵的泵效。常规电潜泵需要３级才能达到ＫＣ２００００型电潜泵的性能。ＫＣ２００００型电潜泵的问世,被视为电潜泵制造业的一次重大技术突破。ＫＣ２００００型电潜泵由电动机和密封部分驱动,并设有止推轴承。离心泵运转时允许电动机内油膨胀或收缩。电动机由变速控制系统提供电源,它能…     

带护罩电动潜油泵机组的研究与应用

带护罩电动潜油泵机组的护罩是电潜泵应用工艺中保护潜油电动机正常运移的一种装置。它将离心泵吸入口、电动机保护器和潜油电动机罩于其内,迫使油井液和井口注入液从护罩下端流经潜油电动机进入离心泵吸入口,有利于冷却潜油电动机并降低原油粘度,从而提高电潜泵机组的运转寿命。试验证明：（１）带护罩电潜泵机组配合地面掺水工艺,可以在日产液量小于３０ｍ３、原油粘度达１０００ｍＰａ·ｓ的低产稠油井中应用;（２）将该泵组下到生产层位以下,可在气液比为 ４００ｍ３／ｔ的井中连续正常运转;（３）可在大直径套管井中成功运转;（４）下入地面单层套管口袋井中,可对低压来水实施无泄漏增压注水。     

电动潜油泵启动特性与运行特性分析

根据现场试验和运行情况，分析了电动潜油泵的启动特性和运行特性。电泵启动时间仅为0．08～0．1s，0．2s达到全速运行，启动时间短，动负荷很大，可能造成泵轴断裂。如果电网电压向上波动，电泵启动时间更短，动负荷更大，泵轴更容易断裂。电泵欠载运行时，机组产生热蠕变，长期运行导致电动机绕组和电缆击穿，电动机功率因数降低。潜油电泵过载运行时，电动机电流增大，铜耗增大，温升增加，长期运行也易导致机组烧毁。建议合理降低电动机端电压，延长电泵启动时间，消除动负荷，降低启动电流，从而保证电动机和泵正常运行。     

潜油电泵合理选配工艺研究

根据潜油电泵特性,分析了不合理选井、选泵对生产和能耗的影响。实际应用情况表明,运行在低排量效率区的潜油电泵占的比例较大,严重影响了油井产量;运行在高排量效率区的潜油电泵虽然占的比例较小,但是能耗损失较大。对于低排量效率油井,应以提高潜油电泵的适应性来提高排量效率,列举了宽流道混流泵在聚合物驱油井的使用情况。对于高排量效率井,应合理选择泵型,保证泵在高效区内工作,从而降低能耗。采用变频技术,可有效增宽泵的高效区,有利于节能降耗,并可保证泵的举升扬程。频率升高,泵的负载功率比电机的输出功率增加得快,对于电机功率余量较小的工频机组,直接采用变频器只可降频调参。     

中原新型节能潜油电动机的开发和应用

为解决电潜泵井生产过程中能耗大、采油成本高等问题,研制出新型节能潜油电动机。介绍了新型节能电动机研制的技术依据、技术路线、技术关键,以及优化设计结果和节能效果分析。与中原统图电动机相比,其运行电流平均降低45.2％,功率和功率因数平均提高4.53％和3.72％,电缆节能达68.3％。现场应用表明,新型节能潜油电动机具有降低电潜泵井系统能耗、节约电网容量、延长电潜泵机组使用寿命和检泵周期、减少作业与维修费用、增加油井产量等特点,其推广应用将对油田的增油降耗起重要作用。     

关于游梁式抽油机用电动机节能的讨论

介绍了一般负荷下的电动机节能方法和游梁式抽油机负载特点,述评了油田使用或试验的几种电动机节能情况。游梁式抽油机用电动机节能应包括两个方面：一是提高电动机的负荷率和效率;二是使电动机的机械特性变软,改善电动机机械特性与抽油机负载特性的相互配合,以提高机、杆、泵系统效率。两者比较,后者的节能潜力要比前者大得多。因此,后者应该是游梁式抽油机用电动机节能的主要研究方向。当前最理想的途径是开发用于制造电动机转子绕组的频敏材料;其次是研制工作可靠的四象限变频器,把电动机发电状态所发的电回馈电网。     

石油钻机VFD电驱动系统的谐波分析和计算

石油钻机的动力电源为独立小容量交流电网系统,钻井设备由大容量交流变频传动系统驱动,系统中的变频装置工作时将使电网电压波形发生严重畸变。针对石油钻机VFD电驱动系统的拓扑结构,分析和计算了变频器产生的谐波,并与实测的系统电压波形及谐波状况进行比较,为石油钻机VFD电驱动系统进行谐波抑制提供了科学依据。同时,针对系统中多谐波源的特点,给出了谐波合成与叠加的方法。通过分析和计算可知,采用12脉动方案的电网电压畸变率为5.07%,接近国家电网规范的谐波标准(5%),这表明系统不需要配置有源滤波器。     

输油系统中变频调速电机和泵类负载效率的计算方法

在异步电机变频调速系统中,频率改变后,电机的转速不能由频率直接确定,因而不能确定电机输出的机械功率。电机拖动泵类负载时,由于泵与电机对轴联接,因此泵的轴功率也不能确定,电机和泵的效率也不能单独计算。依据电机理论和泵的特性,分析并得出了在频率改变后,由频率计算电机转速及输出机械功率的方法。利用该方法可以单独计算电机和泵的效率。另外,还分析得出了频率改变后电机转差率和转速的计算公式,并同时否定了变频调速电机转差率不变的论点。     

电动潜油泵电动机保护器性能测试系统的研究

分析了电动潜油泵电动机保护器失效的原因,对保护器静态和动态密封性能、高速运转后保护器内电机油的电性能、动态时保护器性能参数等进行了系统测试研究,建立了完整的电潜泵电动机保护器性能测试系统,保证了保护器制造质量,确保保护器对电动机的保护作用。现场应用表明,在电潜泵机组所有部件故障中保护器故障减少,消除了由于保护器失效故障引起的电动机故障,电动机故障率比原来降低10%,同时延长了电潜泵机组运转周期。     

单井双泵双导流罩双监测技术

海上边际油田开发难度大,通常采用无人、不配备修井机的简易平台,如何延长检泵周期、减少修井次数成为一个迫切需要解决的难题。通过对常规双电潜泵双Y接头管柱结构的升级改进,使用了单Y接头、双导流罩、双泵工况双电泵管柱,研发了与之相配套的非API标准工具,实现了生产管柱多功能化,有效解决了个别低产井电泵电机散热问题,该技术首次应用于国内海上油田,2009年投产至今,其中A3H1井产量降至13.58 m3/d时电潜泵仍旧工作正常。该技术能有效延长电潜泵运行寿命,尤其适用于边际油田开发。